CN209376696U - 电子烟雾化器及包含该电子烟雾化器的电子烟 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电子烟雾化器，包括存储烟油的储油腔、吸取烟油并进行雾化的雾化组件；雾化组件包括多孔体、以及发热元件；多孔体包括用于与烟油接触的吸油面、以及雾化面，发热元件设置于该雾化面上；吸油面上设有若干沿该吸油面朝雾化面的方向延伸的盲孔和/或凹槽。本实用新型的电子烟雾化器，雾化组件采用通过激光开孔、机械打孔等方式在形成有盲孔和/或凹槽的多孔体上进行烟油雾化，多孔体具有更大的比表面积从而能增强吸油储油的能力，使出烟量和出烟效率提升，并且还能同时兼顾强度要求，具有更长的使用寿命。

Description

电子烟雾化器及包含该电子烟雾化器的电子烟

技术领域

本实用新型实施例涉及电子烟技术领域，尤其涉及一种电子烟雾化器及包含该电子烟雾化器的电子烟。

背景技术

电子烟产品的核心部件为对电子烟油进行蒸发生成烟油气溶胶的雾化器，雾化器的功能实现主要是基于雾化组件；雾化组件具有一个用于吸取和传导烟油的多孔体、以及一设置于多孔体上用于对多孔体吸取和传导的烟油进行蒸发雾化的发热元件。其中，多孔体是一个自身内部具有毛细微孔的部件，可以通过内部的微孔进行烟油的浸润吸收和传导；而发热元件具有用于发热的发热部、以及导电引脚部分，发热部用于对多孔体传导来的烟油进行加热蒸发，形成供吸食的烟油气溶胶。

而雾化器的工作寿命和雾化效率主要是由多孔体的品质和性能决定；第三代氧化铝或硅藻土系材质的多孔体通常采用将陶瓷驱体材料与致孔剂等混合成型后烧结获得(比如麦克韦尔在201410268630.7号专利中提出的多孔陶瓷的制备技术)；制备获得的多孔体具有大量的无规微孔，从而用于烟油吸取和传导。使用中这一类多孔体存在一些不足：一方面烧结之前的原始陶瓷材料在浆料均匀混合时，造孔剂混合在浆料中是无规排布，因此最终在烧结后的多孔体内部的微孔形状和方向也是无规则排列的；使得烟油的传导路径是由若干微孔弯曲衔接组成，路径长度远大于从多孔体的烟油吸油面到烟油雾化面的直线距离，从而降低了烟油的传导和雾化效率。另一方面，当通过在烧结之前的陶瓷粉料中添加更多的造孔剂来提升多孔体烟油传递效率时，则相应会造成多孔体自身的机械强度的不足，使得后续安装和使用中容易破碎或掉粉；因此限制了多孔体的性能。

实用新型内容

为了解决现有技术中的含有雾化组件的雾化器在烟油传导效率受限的问题，本实用新型实施例提供一种烟油传导和雾化效率足够的电子烟雾化器。

本实用新型实施例的电子烟雾化器，包括用于存储烟油的储油腔、以及用于从储油腔吸取烟油并进行雾化的雾化组件；所述雾化组件包括用于传导烟油的多孔体、以及用于对烟油进行雾化的发热元件；所述多孔体包括用于与烟油接触的吸油面、以及雾化面，所述发热元件设置于该雾化面上；所述吸油面上设有若干沿该吸油面朝雾化面的方向延伸的盲孔和/或凹槽。

优选地，所述盲孔的孔径为50～500μm；

和/或，所述凹槽的宽度为50～500μm。

优选地，所述盲孔和/或凹槽的深度小于从吸油面到雾化面距离的0.8倍。

优选地，所述发热元件包括用于发热的发热部、以及设置于该发热部上的电极连接部；

所述吸油面包括与所述发热部相对的第一吸油区域、以及与所述电极连接部相对的第二吸油区域；

所述第一吸油区域内的盲孔密度大于第二吸油区域内的盲孔密度；和/或，所述第一吸油区域内的凹槽密度大于第二吸油区域内的凹槽密度。

优选地，所述盲孔和/或凹槽于吸油面内均匀排布。

优选地，沿所述盲孔的延伸方向，所述盲孔的截面面积逐渐降低；

和/或，沿所述凹槽的延伸方向，所述凹槽的截面面积逐渐减低。

优选地，所述吸油面内相邻盲孔之间的孔间距为0.1～1mm。

优选地，所述多孔体的微孔孔径为0.1～200μm、孔隙率为0～80％。

本实用新型进一步还提出采用以上电子烟雾化器的电子烟产品，具体电子烟产品包括用于雾化烟油生成气溶胶的雾化装置、以及为该雾化器供电的电源装置；所述雾化装置采用以上所述的电子烟雾化器。

本实用新型的电子烟雾化器，雾化组件采用通过激光开孔、机械打孔等方式在形成有盲孔的多孔体上进行烟油雾化，多孔体具有更大的比表面积从而能提升吸油储油的能力，使得出烟量和出烟效率能达到增强，并且还能同时兼顾强度要求，具有更长的使用寿命。

本实用新型进一步还提出一种一次性大量制备以上电子烟雾化器中雾化组件的方法，包括如下步骤：

获取具有吸油面和雾化面的多孔体；

通过激光打孔或者机械打孔的方式，在所述吸油面上形成沿吸油面朝雾化面的方向延伸的所述盲孔和/或凹槽；

在所述雾化面上设置一具有镂空图案的模板，其中镂空图案与所述发热元件的形状适配；

以所述发热元件的制备材质作为靶材，通过磁控溅射或者冷热喷涂的方式将靶材在雾化面上进行沉积，生成沉积层；

除去所述模板，即获得雾化组件。

优选地，所述沉积层的厚度为1～30μm。

优选地，所述模板上具有若干规则排布的所述镂空图案。

优选地，除去模板步骤之后还包括：

按照所述镂空图案的排布方式，对所述雾化组件进行切割。

以上雾化组件的制备方法，可一次实现雾化组件的批量制备；并且相比传统的混合配料后烧结的方式，一方面可以保证制备的所有雾化组件具有良好的电性能一致性；同时可以避免采用合金浆料制作发热材料烧结工艺窗口窄，难以大量生产的问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是一实施例的雾化组件一视角下的结构示意图；

图2是图1实施例雾化组件的剖面结构示意图；

图3是图1实施例雾化组件另一视角下的结构示意图；

图4是另一实施例的雾化组件的结构示意图；

图5是又一实施例的雾化组件的剖面结构示意图；

图6是又一实施例的雾化组件的剖面结构示意图；

图7是又一实施例的雾化组件吸油面上盲孔的设置示意图；

图8是一实施例采用的发热元件工作时具有非均匀温度的示意图；

图9是对应图8实施例的发热元件时吸油面上盲孔的设置示意图；

图10是又一实施例的雾化组件的结构示意图；

图11是又一实施例的雾化组件的结构示意图；

图12是图11实施例雾化组件的径向剖面结构示意图；

图13是制备图1实施例雾化组件时安装镂空模板的示意图；

图14是一实施例大量制备雾化组件时镂空模板的结构示意图；

图15是一实施例的雾化器的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。

本实用新型的电子烟雾化器中采用的雾化组件，在一个实施例中其结构可以参见图1至3所示，包括一用于吸取烟油的多孔体10、以及设置于多孔体上用于雾化烟油生成气溶胶的发热元件20；具体，

发热元件20包括用于发热的发热部21、以及设置在该发热部21上的电极连接部22；电极连接部22用于将发热部21与电子烟的电源正负极连通，从而实现对发热元件20供电。

多孔体10具有至少一个用于与烟油接触、吸取烟油的吸油面11，以及至少一个雾化面12(图1所示的实施例中多孔体10采用块状结构，对应将相对的上、下表面分别作为一组吸油面11和雾化面12进行配置)。同时，多孔体10自身所具有的微孔能用于将烟油从吸油面11传导至雾化面12；发热元件20设置于雾化面12上。

进一步在实施中参见图2所示的剖面示意图，多孔体10的吸油面11上设有若干从吸油面11朝雾化面12的方向延伸的盲孔30。

通过盲孔30的结构，一方面可以增加吸油面11与烟油接触时的比表面积，从而大大提高与烟油的接触和吸收效率；同时使盲孔30开设方向呈沿吸油面11朝雾化面12的方向，可以用于烟油直线传导，减少通过微孔的弯曲路径传导距离，提升传导的效率。

在实施中，图2所示盲孔30从吸油面11朝雾化面12延伸的方向，为与吸油面11/雾化面12垂直设置，可以最大化地提升烟油直线传输的效率；而在其他实施过程中，也可以采用将盲孔30或者槽的延伸方向为倾斜设置(如图5所示)。进一步，由于烟油含有大量的粘性有机成分具有较强的表面张力，使用中当盲孔30的孔径设置比较小时，由于表面张力使得烟油不易流入至盲孔30内；基于这一情形，在图6所示的又一实施方式中采用将盲孔30的形状变化设计为广口形状，即沿着盲孔30从吸油面11朝雾化面12的延伸方向，盲孔30的截面面积逐渐减小；使烟油能在吸油面11上从盲孔30的端口能顺畅浸润渗入至盲孔30内。

同时，为了使多孔体的结构强度和导油趋于最佳平衡，以上盲孔30的深度采用小于从吸油面11到雾化面12距离的0.8倍；盲孔30的孔径采用50～500μm。并且盲孔30的孔型可以采用圆形、方形、多边形、以及各种不规则形状等均可以。为了保证雾化面12上烟油雾化效率均衡稳定，吸油面11上盲孔30的开孔密度通过设定合适的孔间距进行调节，实施中采用控制相邻盲孔30之间的孔间距为0.1～1mm。

对于吸油面11上盲孔30的开孔密度，在一种实施方式中可以参见图3所示，在图3所示的实施例中基于要使雾化过程中传导至雾化面12上的烟油具有均匀性，则采用使吸油面11上烟油的吸取也相应为均匀。因此在图3实施例中，采用将盲孔30均匀排布的方式进行；进一步从图中可以看出，排布采用的是均匀阵列式排布。

而相比以上均匀排布的方式，图7实施例示出了另一种更加优选的盲孔30排布方式，根据对应于雾化面12上发热元件20的发热温度集中的区域，调整盲孔30对应在不同的温度区域具有不同的分布密度。具体参见图7所示，将吸油面11的面积区域根据发热元件20对应情况进行划分，使其包括与发热元件20的发热部21相对区域A、以及与电极连接部22相对的区域B。基于发热元件20的发热主要是集中在中间的发热部21，而不是在两端的电极连接部22(通常电极连接部22其导电的功能，采用电阻较低的铜材质制备成电极引脚，而发热部21基于发热的要求采用电阻较高的镍/镍铬合金等材质；因此发热元件20的发热主要是集中在发热部21)，在吸油面11上对应使区域A内的盲孔30密度大于区域B。通过这一差异化的孔密度调整，则可以更快向发热部21补充烟油，从而提升雾化的效率，还能防止发热部21干烧等问题。

根据以上因为温度分布不同调整吸油面11上不同对应区域孔密度的手段，进一步对区域A同样可以进行差异化孔密度设计；具体发热元件20采用图8的结构时为例进行说明，图8为现有采用较多的网状发热部21的设计，两端分别设置有耳状的导电片作为电极连接部22。在使用时，电流具有趋向于选择路径更短/电阻更小形成回路的特点，使得发热部21自身各位置的发热也不是均匀的。具体，电流的以上选择性特点使得两个电极连接部22连线附近的区域C电流量会大于边缘区域的电流量，从而导致区域C的发热温度高于边缘区域的发热温度。针对这一温度不均衡的特点，采用将区域A的开孔密度对应调整；如图9所示，使区域A分为与主要温度区域C对应的第一子区域A1、以及位于第一子区域A1之外的第二子区域A2；进一步在开孔时，使第一子区域A1上的盲孔30密度大于第二子区域A2上的盲孔30密度，那么使用时发热部21的主要温度区域C内的烟油补充效率能更快，从而雾化器的雾化出烟效率更好，同时还能防止当烟油补充不足时的干烧问题。

基于以上盲孔30功能和结构相同的思路和立意，在本实用新型的又一实施例中还可以采用将以上开盲孔30的方式替换为开槽方式进行，具体可以参见图4；在图4实施例中将若干盲孔30合并替换为凹槽结构，使吸油面11内具有沿吸油面11朝雾化面12延伸的凹槽，凹槽的设置类型可以包括贯穿前后侧壁的通槽形状30a/或者也可以采用沉槽30b的形状进行均可，通过凹槽结构也能提升烟油吸取的比表面积，加快烟油的直线传导，提升传导效率。

而同样基于相同的与盲孔30的深度/排布方式等的内容，在图4的实施例中，采用凹槽进行时，对应凹槽的延伸深度排布方式等，均可以借鉴盲孔30的设计。具体比如，对应采用凹槽深度为小于从吸油面11到雾化面12距离的0.8倍；凹槽的宽度采用50～500μm；同时沿着凹槽的延伸方向，凹槽呈截面面积逐渐降低的广口型，促进烟油渗入；以及对应于发热元件20的不同温度区域进行差异化槽密度设计，使温度高的区域能更快速补充烟油，提升雾化效率及防止干烧。

本实用新型实施例的雾化组件，在通过盲孔30提升多孔体10的导油效果下，多孔体10可以适当降低自身微孔的参数要求，采用控制所含有的微孔孔径为0.1～200μm、孔隙率为0～80％。以避免在具有以上盲孔30结构下，再采用更高微孔孔径和孔隙率使多孔体容易破碎和掉粉。多孔体10可以采用多孔陶瓷、多孔玻璃陶瓷、多孔玻璃、碳化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷发泡金属等多孔材质，例如由氧化铝、碳化硅或硅藻土等材质做成的蜂窝式陶瓷等硬质毛细结构制成。

以上多孔体10与发热元件20两者可以采用分别获取之后，再按照各图2中所示进行固定贴装组成完整的雾化组件；或者在更多的实施场景和使用中，还可以直接采用将发热元件20的原材料烧结成型于多孔体10的雾化面12上的方式进行制备。这种烧结成型的方式具体包括：将发热元件20的原材料(比如镍金属粉)与一定量的烧结助剂混合配置成混合浆料；然后采用涂刷的方式按照图示的形状，将混合浆料涂刷在雾化面12上形成印刷层，然后进行烧制之后即形成在多孔体10上的发热元件20。或者，发热元件20为设于多孔体10表面上的发热线路，发热线路包括且不限定于发热材料涂层、电阻浆料印刷线路等形式。将多孔体10与发热元件20制备为一体结构，可防止发热元件20变形或断裂而影响发热性能。

而且，除以上表面设置的方式之外，还可采用如图10所示的内部埋设方式进行发热元件20的安装；具体实施中可以采用以上直接烧结的方式生成嵌入/埋设在多孔体10内的发热元件20，或者也可以采用图中通过一侧边装配槽20a来将其埋设于多孔体10内靠近雾化面12的位置。在这一方式中，烟油雾化不用传导至发热元件20表面接触时才进行，而是在多孔体内靠近发热元件20的部位即开始受热雾化；一方面使在发热元件20与多孔体存在导热接触不会产生干烧，另一方面大多数的烟油雾化时不与发热元件20直接接触，能避免使气溶胶中含有发热元件20产生的金属污染。

在实施中发热元件20的材料可以采用但不限制于银钯合金、不锈钢、镍铬合金等。当采用片状结构或者印刷线路形成发热元件20时，厚度优选控制1～30μm。

进一步以上多孔体10自身的形状也可以根据不同的产品类型进行对应变化，比如变化为图11和图12所示的中空柱状时，将其内侧面配置为雾化面12，外表面配置为吸油面11；那么则可以在外表面上通过机致孔的方式，使吸油面11表面形成沿着径向朝雾化面12延伸的上述盲孔30，达到提升烟油吸取时的接触面积和传递效率的效果。

基于以上雾化组件的量产和制备品质，本实用新型还提出以上雾化组件的制备方法。以图1实施例中所示的块状多孔体结构为例进行举例说明，方法按照如下步骤进行：

S10，获取图1形状结构的多孔体10；

S20，利用负压把图1所示的多孔体10固定在激光打孔机的机台上，按照设计好的开孔孔径、开孔深度调整好激光能量、光斑大小等参数，在设定的吸油面11上进行激光打孔，使吸油面11上形成盲孔30；

S21，将步骤S20进行开孔后的多孔体10利用超声清洗机中进行超声波清洗，洗掉残留的粉尘，然后把多孔体10置入烘箱中60～100度干燥24h后备用；

S30，通过磁控溅射的方式在多孔体10的雾化面12上形成发热元件20：采用图13所示，将一块带有与发热元件20形状适配的镂空图案41的模板40沿图中箭头R方向贴装在多孔体10的雾化面12上，然后置于磁控溅射设备中作为受体；

再于磁控溅射设备中放置靶材(比如以上所描述的银钯合金、不锈钢、镍铬合金等中的一种)后，设定溅射时间、功率等参数控制磁控溅射设备进行工作，至多孔体10受体上沉积的靶材厚度达到要求后停止；

最终将带有镂空图案的模板从溅射沉积后的多孔体10受体上取掉，即获得最终的雾化组件。

以上雾化组件是以图1实施例中的块状形状为例进行的示例，当多孔体10采用图11所示的中空柱形形状时，那么对应操作步骤可以现在外表面(即图11所示的吸油面11)进行激光开孔/机械开孔形成盲孔30，然后再于内表面(即图11所示的雾化面12)上安装一个适配的筒状形模板40，同样模板40上需要具有与最终沉积的发热元件20形状适配的镂空图案41；然后将其置于磁控溅射设备中作为受体使具有模板40的雾化面12上沉积生成发热材料层，取掉模板40后即为图11实施例中的雾化组件。

以上实施的过程可以适用于批量规模化大量制备雾化组件；实施中磁控溅射也可以替换为冷热喷涂方式进行(比如热喷涂方式采用将靶材粉末用电弧/等离子体加热到熔融后用喷枪喷覆于图14所示的带有若干阵列排布的镂空图案41模板40的多孔体10受体上即可)，在多孔体10表面生成与镂空图案41相应的发热材料层，完成之后取掉模板40发热材料层即为发热元件；再按照图14所示的切割线42进行切割分离，即可一次实现对雾化组件的批量制备。

以上制备的方法，相比传统的混合配料后烧结的方式，一方面可以保证制备的所有雾化组件具有良好的电性能一致性，同时可以避免采用合金浆料制作发热材料烧结工艺窗口窄，难以大量生产的问题。

本实用新型还进一步提出一种含有以上雾化组件的电子烟雾化器，雾化器的结构可以参见图15所示，其包括有一下端敞口的中空外壳体100，外壳体100内具有轴向设置的烟气通道110，从图中可以进一步看出，该烟气通道110下端与雾化腔320连通、上端用于与吸嘴连通，从而将内部雾化组件产生的烟油气溶胶输出至外壳体100上端的吸嘴而供吸食。烟气通道110的外壁与外壳体100内壁之间形成用于储存烟油的储油腔120。

外壳体100内还安装有位于储油腔120下端的硅胶座300，该硅胶座300主要是用于封闭储油腔120防止烟油泄漏，另一方面可以作为载体提供雾化部件安装的基座。

外壳体100的敞口端还设置有一端盖400，该端盖400与硅胶座300之间形成有一雾化腔320，该雾化腔320被配置为用于安装雾化组件200后进行烟油雾化的空间；从图中可以看出，在这一实施例中雾化组件200采用的是图2实施例所示的雾化组件；对应硅胶座300内开设有用于将烟油从储油腔传导至雾化组件200上的导油孔310，该导油孔310一端与储油腔120连接、另一端与雾化组件200的吸油面连接。雾化组件200的下表面为安装有发热元件的雾化面。同时端盖400上还安装有一对电极柱500，分别作为正负极与雾化面上的发热元件两端的电极连接部电性连接，从而为发热元件供电。

如图13所示，雾化器工作时，烟油从储油腔120沿着箭头R1的方向，通过导油孔310传输至雾化组件200的吸油面11上，进一步通过多孔体的微孔传导至具有发热元件20的雾化面12上，被雾化生成烟油气溶胶；气流循环过程则为，用户吸食烟气通道110上端的吸嘴产生的负压，从而带动外部气流按照箭头R2的方向从下端进入至雾化腔320、再雾化腔320内的烟油气溶胶一同进入烟气通道110内、最后沿箭头R3的方向输出至上端的吸嘴处被吸食，形成完整的气流循环。

而在图13的基础上，可以根据雾化器产品类型的不同，将雾化组件200替换为图4所示具有凹槽的雾化组件，或者图11和图12所示的环形柱状雾化组件，同样相应将硅胶座300和导油孔310相应进行形状变化，使其能满足所需的烟油传导和雾化的功能。

本实用新型的电子烟雾化器，雾化组件采用通过激光开孔、机械打孔等方式在形成有盲孔和/或凹槽的多孔体上进行烟油雾化，多孔体具有更大的比表面积从而能增强吸油储油的能力，使出烟量和出烟效率提升，并且还能同时兼顾强度要求，具有更长的使用寿命。

进一步在以上电子烟雾化器基础上，本实用新型进一步还提出电子烟产品，电子烟产品包括用于雾化烟油生成气溶胶的雾化装置、以及为该雾化装置供电的电源装置；其中雾化装置则采用以上电子烟雾化器进行。通过具有盲孔和/或凹槽的雾化组件，使得出烟量和出烟效率提升，并且还能同时兼顾雾化组件的强度要求，具有更长的使用寿命。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种电子烟雾化器，包括用于存储烟油的储油腔、以及用于从储油腔吸取烟油并进行雾化的雾化组件；所述雾化组件包括用于传导烟油的多孔体、以及用于对烟油进行雾化的发热元件；所述多孔体包括用于与烟油接触的吸油面、以及雾化面，所述发热元件设置于该雾化面上；其特征在于，所述吸油面上设有若干沿该吸油面朝雾化面的方向延伸的盲孔和/或凹槽。

2.如权利要求1所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述盲孔的孔径为50～500μm；

和/或，所述凹槽的宽度为50～500μm。

3.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述盲孔和/或凹槽的深度小于从吸油面到雾化面距离的0.8倍。

4.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述发热元件包括用于发热的发热部、以及设置于该发热部上的电极连接部；

所述吸油面包括与所述发热部相对的第一吸油区域、以及与所述电极连接部相对的第二吸油区域；

所述第一吸油区域内的盲孔密度大于第二吸油区域内的盲孔密度；和/或，所述第一吸油区域内的凹槽密度大于第二吸油区域内的凹槽密度。

5.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述盲孔和/或凹槽于吸油面上均匀排布。

6.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，沿所述盲孔的延伸方向，所述盲孔的截面面积逐渐降低；

和/或，沿所述凹槽的延伸方向，所述凹槽的截面面积逐渐减低。

7.如权利要求5所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述吸油面上相邻盲孔之间的孔间距为0.1～1mm。

8.如权利要求1或2所述的电子烟雾化器，其特征在于，所述多孔体的微孔孔径为0.1～200μm、孔隙率为0～80％。

9.一种电子烟，包括用于雾化烟油生成气溶胶的雾化装置、以及为该雾化器供电的电源装置；其特征在于，所述雾化装置为权利要求1至8任一项所述的电子烟雾化器。